Fizycy opracowali nowy, jeszcze dokładniejszy zegar atomowy. Gubi zaledwie sekundę na 30 miliardów lat. Najprecyzyjniejsze urządzenie, jakie kiedykolwiek zbudowano, zostało skonstruowane przez naukowców z JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics), wspólnej instytucji Narodowego Instytutu Standardów i Technologii (NIST) i University of Colorado Boulder.
Jak działa najprecyzyjniejszy zegar świata? Oczywiście z tradycyjnym zegarkiem, takim, jaki nosimy na ręce, czy wieszamy na ścianie, nie ma nic wspólnego. Jest tak naprawdę pułapką atomową, która wiąże dziesiątki tysięcy atomów w jednym miejscu i mierzy czas poprzez oświetlanie ruchu elektronów widzialnymi falami światła o wysokiej częstotliwości. Standardowa sekunda jest ustalana na podstawie . Nowy zegar wykorzystuje .
Jak podaje serwis Science Alert – Ten zegar jest tak precyzyjny, że może wykrywać drobne efekty przewidziane przez teorie takie jak ogólna teoria względności, nawet w skali mikroskopowej — powiedział Jun Ye, fizyk NIST i JILA. – Przesuwa granice tego, co jest możliwe w pomiarze czasu. Ogólna teoria względności to teoria Einsteina, która opisuje, w jaki sposób grawitacja jest powodowana przez zakrzywienie przestrzeni i czasu.
Jednym z kluczowych przewidywań ogólnej teorii względności jest to, że sam czas jest pod wpływem grawitacji — im silniejsze pole grawitacyjne, tym wolniej płynie czas.
Precyzja zegara atomowego oszałamia
Nowy zegar jest tak precyzyjny, że może wykryć relatywistyczne efekty pomiaru czasu w skali submilimetrowej. Mówiąc prościej, wpływ grawitacji na czas będzie niezwykle istotny, gdy ludzie postanowią wdrożyć oddzielną strefę czasową dla Księżyca. Tam zegary chodzą o 58,7 mikrosekundy szybciej każdego dnia w porównaniu z zegarami na Ziemi.
Taka precyzja umożliwia również dokładniejszą nawigację i eksplorację kosmosu. Nawet niewielkie błędy w pomiarze czasu mogą prowadzić do błędów nawigacyjnych, które rosną wykładniczo wraz z odległością podróży.
Zastosowane w konstrukcji zegara metody łapania i kontrolowania atomów mogą być także wykorzystane do osiągania kolejnych przełomów podczas konstruowania komputerów kwantowych. – Eksplorujemy granie nauki o pomiarach – powiedział Ye. – Kiedy możesz mierzyć rzeczy z taką precyzją, zaczynasz dostrzegać zjawiska, o których do tej pory mogliśmy jedynie teoretyzować.
Wyniki badań zostały opublikowane na przed ich publikacją w Physical Review Letters, recenzowanym czasopiśmie naukowym.